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문제 정의
- 따라서 본 연구는 대표적인 찌는 떡인 백설기의 제조공정 중 중요한 공정 변수인 찌는 압력과 시간을 달리하여 제조한 시료의 저장기간에 따른 굳기변화와 굳기속도 및 관능적 품질 특성을 살펴보았다.
제안 방법
- 백설기 제조는 건조된 가공멥쌀가루에 소금과 상온의 수돗물을 혼합한 후 30분간 실온에 두었다가 기존의 스테인리스 롤(roll) 대신에 돌로 만든 돌 롤밀(stone-roller mill, 신풍이 앤지, 대구)을 사용하여 1회 분쇄한 후 설탕을 혼합하여 60 mesh체에 내린 후원형시루(대창공업사, 서 울)에 쌀가루 1 kg씩을 넣은 후 기름보일러(제우보일러, 인천)를 사용하여 증기를 발생시켜 백설기를 제조하였다.
- 백설기의 찌는 압력을 조절하기 위한 기본 장치는 보일러, 증기배관, 시루받침, 시루이며, 찌는 압력을 조절하기 위해 Fig. 1과 같이 보일러로부터 토출되는 압력을 시루받침과 증기배관 사이에 압력조절 밸브와 압력게이지를 설치하여 압력을 측정하였다. 게이지의 압력은 0.
- 백설기의 최적 배합비(쌀가루 100%, 수분 60%, 소금 1.5%, 설탕 15%)를 선정하여 찌는 압력(0.5, 1.0, 1.5 bar)과 찌는 시간(5, 10, 15분)을 달리하여 시료를 제조 후 저장기간(0, 4, 8, 12, 24시간)에 따른 백설기의 굳기변화와 굳기속도 및 관능적 특성의 결과를 살펴보았다. 굳기는 저장기간 0시간에서 8시간은 완만하게 증가하였지만 12시간 이후에는 급격하게 증가하는 경향을 나타내었지만 찌는 압력이 1.
- 찌는 압력과 시간을 달리한 백설기의 저장기간을 0, 12, 24 hr으로 나누어 관능검사를 실시하였다. 시료는 3.0 x3.0x3.0 cm 크기로 절단한 시료에 대해 관능검사원이 견고성 (firmness), 탄성 (springiness), 응집성 (adhesiveness)을 평가하고 마지막으로 전체적인 기호도(overall quality)를 평가하였다.
- 찌는 압력과 시간에 따른 백설기의 관능적 특성을 비교하기 위해서 공주대학교 떡동아리 학생 중 10명의 평가원을 선정하여 실험목적을 설명하고 백설기의 굳기특성에 대한 견고성 (firmness), 탄성 (springiness), 응집성 (adhesivsess), 매끄러움(smoothness), 전체적인 기호도(overall quality)에 대한 용어를 선택하여 평가원들에게 그 순서를 인지하도록 설명하고 훈련을 시켰다.
- 찌는 압력과 시간을 달리하여 제조한 백설기를 오와 김(11)의 기계적 조직감 측정방법을 기초로 하여 30분간 냉각한 후 실온 (21±1℃) 에서 저장하면서 레오메타 (Sun Rheometer Compac-100, Sun Sci. Co., Japan)를 사용하여 탐침 지름 2 cm/감지센서 2 kg, 시료크기 5.0x5.0x3.0 cm, 지지대 이동속도 6 cnVnim, 압축률 50%의 조건으로 굳기를 측정하였다. 백설기의 굳기는 Fig.
- 찌는 압력과 시간을 달리한 백설기의 저장기간을 0, 12, 24 hr으로 나누어 관능검사를 실시하였다. 시료는 3.
- 최적 배합비로 선정된 시료(B3)를 찌는 압력 0.5 bar(50 kPa) 일 때 5, 10, 15분, 1.0 bar일 때 5, 10, 15분, 1.5 bar일 때 5, 10, 15분씩 찌는 시간을 달리하여 백설기 시료로 제조하여 5.0x5.0x3.0 cm의 크기로 절단하여 30분 냉각 후 비닐랩으로 밀봉한 후 실온(21±1℃)에 저장하여 분석하였다.
대상 데이터
- 기본적인 백설기의 최적 배합비율을 선정하기 위해 Table 1과 같이 쌀가루 100%를 기준으로 물, 소금, 설탕의 함량을 달리한 각각의 백설기를 제조하여 예비관능 검사를 실시한 결과 가장 우수한 관능적 특성을 나타낸 수분 60%, 소금 1.5%, 설탕 15% 배합비율 시료(B3)를 최적 원료배합 비로 선정하였다.
- 본 실험에 사용한 가공멥쌀가루는 찌는 떡용 가루멥쌀 (대두식품, 군산)을 사용하였고 소금은 순도 98%의 천일염 (제일상사, 당진)과 정백당(제일제당, 인천)을 사용하였다.
데이터처리
- 반응표면분석에 의한 백설기의 찌는 압력과 시간 그리고 굳기 속도의 최적화는 각각의 반응변수의 특성 값을 만족시키는 인자의 최적 조합을 Minitab program(13)을 이용하여 결정하였다.
- 백설기의 찌는 압력과 시간을 달리하여 제조한 시료의 저장기간에 따른 굳기 속도를 알아보기 위해 Minitab program(Minitab Inc., Minitab Statistical software, U.S.A.)을 사용하여 반응 표면 회귀분석으로 통계처리를 하였다. 반응 표면 분석에서 독립변수는 찌는 시간(Xi)과 찌는 압력QG)이며 백설기의 품질 특성에 관련된 반응변수(Y)는 굳기 속도로 하였다.
이론/모형
- 백설기의 굳기 속도를 알아보기 위해 김(12)의 찹쌀떡의 저장 중 노화속도의 결정을 수정하여 찌는 압력과 시간을 달리하여 제조한 시료를 저장기간에 따른 굳기(H0)와 초기 의 굳기 (Ho)를 시간으로 나눈 로그 값과 저장기간의 1차 선형 희귀직선식의 기울기를 굳기속도상수(hardness rate constant, k) 로 나타내었다.
성능/효과
- 전체적인 기호도는 찌는 압력 LObar, 찌는 시간 10분에서 저장기간 12시간일 때 가장 높은 값을 보였다. 결론적으로 백설기의 저장기간과 함께 제조공정변수인 찌는 압력과 시간에 따라 굳기 및 굳기속도와 관능적 품질특성이 변화하였다.
- 5 bar)과 찌는 시간(5, 10, 15분)을 달리하여 시료를 제조 후 저장기간(0, 4, 8, 12, 24시간)에 따른 백설기의 굳기변화와 굳기속도 및 관능적 특성의 결과를 살펴보았다. 굳기는 저장기간 0시간에서 8시간은 완만하게 증가하였지만 12시간 이후에는 급격하게 증가하는 경향을 나타내었지만 찌는 압력이 1.0 bar에서 10, 15분간 찐 시료는 12시간 이후에도 완만하게 증가하였다. 한편 굳기속도상수는 찌는 시간 8~10분과 찌는 압력 0.
- 95. 높았으며, 찌는 압력 1.5 bar에서는 저장기간이 0시간일 때 3.4 ~3.8로 높았고 저장기간이 경과할수록 감소하는 경향을 나타내었다.
- 184 hr' 범위의 값을 나타냈으므로 이 조건이 최적의 찌는 시간과 압력 조건으로 판단되었다. 따라서 떡 원료 배합비와 함께 제조공정의 표준화를 통해 고품질의 백설기를 생산하여 경제적 효과를 얻을 수 있는 것으로 판단되었다.
- 반응 표면 굳기속도에서 찌는 시간이 8~10분과 찌는 압력이 0.8~ 1.0 bar에서 굳기속도상수가 낮은 0.175~0.184 hr' 범위의 값을 나타냈으므로 이 조건이 최적의 찌는 시간과 압력 조건으로 판단되었다. 따라서 떡 원료 배합비와 함께 제조공정의 표준화를 통해 고품질의 백설기를 생산하여 경제적 효과를 얻을 수 있는 것으로 판단되었다.
- 백설기 제조의 최적 조건을 알아보기 위해 찌는 시간과 압력에 따른 굳기속도 상수의 회귀식에서 굳기속도 회귀식(6)의 결정계수 R2는 0.9389로 반응모형이 적합하였으며 통계적으로도 유의성이 인정되었다(P<0.05).
- 김 등(12)의 연구에 의하면 침지시간에 따른 찹쌀떡의 노화속도는 수침시간이 12~18 시간일 때 크게 지연되며 그 이상의 시간에서는 큰 변화가 없었다고 보고하여 수침시간이 노화속도에 영향을 준다고 하였다. 본 실험에서는 백설기의 찌는 압력이 1.0 bar일 때 찌는 시간이 10분에서도 굳기 속도가 크게 늦어졌으므로 찌는 압력과 시간 역시 굳기 속도에 영향을 주는 변수임을 알 수 있었다.
- 2배의 차이가 나타났다. 이로써 찌는 압력과 시간에 따라 백설기의 굳는 속도 가 크게 차이가 있다는 것을 알 수 있었다.
- 5 bar와 5분에서 낮은 굳기를 나타내었다. 저장기간에 따른 굳기의 변화를 보면 찌는 시간 5, 10, 15분일 때 저장기간 0시간에서 8시간은 완만하였지만 12시간 이후에는 급격하게 증가하는 경향을 나타내었다. 이것은 오와 김(11)의 연구에서도 백설기의 기계적 특성인 경도가 2일째부터 급격하게 증가했다는 결과와 유사한 경향을 보였다.
- 저장기간에 따른 백설기의 견고성, 탄성, 응집성은 12시간 이후에는 급격히 증가하는 경향을 나타냈으며 전체적인 기호는 감소하는 경향을 나타내었다.
- 7로 찌는 압력이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 저장기간에 따른 응집성은 찌는 압력이 0.5 bar에서 1.5 bar로 증가할수록 증가하는 경향을 보였다.
- 찌는 압력과 시간 및 저장기간이 증가할수록 견고성과 탄성은 증가하는 경향을 보였지만 응집성은 찌는 압력과 저장기간이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 전체적인 기호도는 찌는 압력 LObar, 찌는 시간 10분에서 저장기간 12시간일 때 가장 높은 값을 보였다. 결론적으로 백설기의 저장기간과 함께 제조공정변수인 찌는 압력과 시간에 따라 굳기 및 굳기속도와 관능적 품질특성이 변화하였다.
- Table 4는 찌는 압력과 시간에 따른 백설기의 견고성 (firmness), 탄성 (springiness), 응집 성 (adhesiveness)과 전체 적인 기호도(overall quality)에 대한 관능검사 결과이다. 찌는 압력 LObar에서 저장기간이 12시간 일 때 2.8~3.6, 24시간 일 때 4.6~4.2였으며 1.5 bar에서 저장기간이 12시간 일 때 3.8~4.4, 24시간 일 때 5.1 ~5.3으로 찌는 압력이 증가할수록 견고성은 증가하는 경향을 나타내었다. 한편 저장 기간 12시간에서 찌는 압력에 따른 탄성의 변화를 보면 0.
- 184의 값을 보여 최적 조건으로 판단되었다. 찌는 압력과 시간 및 저장기간이 증가할수록 견고성과 탄성은 증가하는 경향을 보였지만 응집성은 찌는 압력과 저장기간이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 전체적인 기호도는 찌는 압력 LObar, 찌는 시간 10분에서 저장기간 12시간일 때 가장 높은 값을 보였다.
- 한편 찌는 압력이 1.0 bar에서 10, 15분간 찐 시료는 12시간 이후에도 경도가 완만하게 증가하였으므로 저장기간에 따른 굳기 변화는 찌는 압력에 따라 영향을 받는 것을 알 수 있었다.
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